基于.NET與在線評測的分布式程序設計教學實驗平臺

摘 要：在我國，針對程序設計的課程在高校教學中占有重要地位，它不僅是計算機專業(yè)中最為關鍵的課程，也是其他專業(yè)的必修課程，因此足見其在高校教育中的重要地位。這類課程的學習效果與實踐有著緊密的聯(lián)系，但是這個目標的實現(xiàn)仍然存在許多困難，因為其在發(fā)展過程中出現(xiàn)很多難題。為了應對這些問題，本文在.NET的基礎上實現(xiàn)了與其在線評測有關的分布式程序設計的教學平臺。介紹了高校程序設計教學現(xiàn)狀，解讀了高校程序設計教學實驗平臺的設計，闡述了高校程序設計教學實驗平臺的應用。

關鍵詞：在線評測；程序設計教學；教學實驗平臺

中圖分類號：TP311.1-4；G652

高校方面的程序設計類課程主要包括數(shù)據(jù)結(jié)構和算法設計等，它們都有一個較為重要的特點：側(cè)重于實踐。學生如果想要很好地掌握程序設計技能，就要在大量設計實踐中實現(xiàn)目的。當前，我國針對這類課程所采用的教學模式通常是課堂與實驗相結(jié)合。如此的課程布局雖然具有流程簡單的特點，但是仍然出現(xiàn)一些需要解決的問題，會影響到教學質(zhì)量的提高。

1 高校程序設計教學現(xiàn)狀

當前，高校針對程序設計的教學都是沿用教學和實驗相結(jié)合的方式，將兩者進行分離教學。如此的做法使得教學流程的操作變得簡便，教師能夠?qū)虒W進度實現(xiàn)較為良好地掌控，但是教學持續(xù)的過程中也會出現(xiàn)一些不可忽視的問題[1]。

在現(xiàn)實教學中，教師的教學側(cè)重點在于理論知識的傳授，對于實驗部分則采取輕視的態(tài)度；如此的教學方式也使得教學的內(nèi)容無法和實踐進行有效的連接，使得學生的學習內(nèi)容無法和實踐的內(nèi)容達到同步；學生在設計出程序之后，針對性的評測出現(xiàn)了空白的狀況。教師在教學的過程中已經(jīng)花費了較多的時間，因此再難抽出多余時間對作業(yè)進行仔細地檢閱，針對學生的作弊行為也很難做出相應的監(jiān)察，這種情況導致教學結(jié)果難以得到客觀的評測結(jié)果[2]。

2 高校程序設計教學實驗平臺設計

2.1 系統(tǒng)架構

（1）客戶端與服務器。這兩個部分的程序的主要作用是用來輔助用戶之間的交互，并針對這個過程中產(chǎn)生的交互信息進行整理。這個部分在架構方面通常是B/S和C/S兩種架構，其中的C/S的使用需要在客戶安裝具有特殊功能的程序之后才能夠?qū)崿F(xiàn)，而B/S則是較為普及的，因為當前的操作終端幾乎都有自備的瀏覽器，可以輕松地實現(xiàn)瀏覽功能，使得用戶的使用效率得到提高，節(jié)省了學習用時[3]。

就目前而言，許多在線評測系統(tǒng)建立的平臺基礎都是LAMP，常用的PC背景系統(tǒng)是Windows，而Linux需要付出較高時間和安排成本，因此將IIS、Access/SQL Server以及.NET CLR相結(jié)合，設計出相應的平臺[4]。

（2）評測模塊。這個部分的功能是實現(xiàn)對使用者上交的代碼和程序代碼進行解析，在參照預設的數(shù)據(jù)信息和限定因素實現(xiàn)評測的過程。這類模塊和服務器之間的信息往來一般是利用Web Service或者Socket等。其中的Socket在進行信息傳遞的過程中不必打開固定的端口，在某些方面也表現(xiàn)出較為良好的性能，因此信息傳遞方式可以選用Web Service。

在線評系統(tǒng)的開發(fā)是C++輔助之下完成的，使其能夠在Linux的條件下實現(xiàn)運作。但是C++只能夠在既定的平臺中發(fā)揮作用，因此不能夠在Windows環(huán)境中實現(xiàn)處理的目的，為了應對這種狀況，必須將平臺定位為.NET，以確保評測模塊研發(fā)工作的順利進行。

（3）數(shù)據(jù)庫。它的功能是用來保存在線評測系統(tǒng)產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)信息。在進行設計的過程中，需要考慮那些沒有對在線評測系統(tǒng)有過了解的高校的情況，對于它們在數(shù)據(jù)庫上的布局工作就顯得較為復雜。在應用.NET實現(xiàn)系統(tǒng)研發(fā)的過程中，想要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的瀏覽只能在服務器的輔助之下完成。針對數(shù)據(jù)庫和服務之間的連接媒介是微軟企業(yè)庫，針對SQL語句的差別進行針對性的應對，讓不同種類的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)緊密連接[5]。

目前，很多個體以及高校的電腦設備并沒有配備數(shù)據(jù)庫，當能夠使用的數(shù)據(jù)只有一個的時候，則各種類型的測試都會變得較為棘手。而Windows自備了JET Database Engine，處于32位的環(huán)境中就可以在無任何外在支持的情況下實現(xiàn)對Access 數(shù)據(jù)庫的進入，加之Access的保養(yǎng)工作較為便捷，所以其具有較強的應用性，如果能夠兼容SQL Server，那么就會為未來系統(tǒng)的升級工作以及平臺的轉(zhuǎn)移預留下伏筆[6]。

2.2 分布式系統(tǒng)設計

當系統(tǒng)需要處理的業(yè)務較少的情況下，可以將程序服務器、評測模塊以及數(shù)據(jù)庫安置到單一的服務器里，如此的安排使得用戶可以登錄程序服務器進入系統(tǒng)，程序服務器則會與數(shù)據(jù)庫之間產(chǎn)生聯(lián)通，評測模塊則在程序服務器的輔助下實現(xiàn)對評測表格的獲取，然后通過一系列環(huán)節(jié)將終極結(jié)果回流到程序服務器之中。

在進行評測的過程中，可能會出現(xiàn)多臺服務器同時發(fā)出請求的狀況，為了防止出現(xiàn)擁堵的問題，因此應該將服務項目分布在不同的服務器之中，實現(xiàn)負荷的分擔，在一些特殊的情況還可以增加服務器的數(shù)量。

針對這個部分的模塊，當用戶發(fā)出過多指令的時候，如果評測模塊不能夠?qū)崿F(xiàn)較多的指令處理，就會導致評測延遲的出現(xiàn)。模塊對程序的調(diào)動是通過Web Service實現(xiàn)的，因此模塊的指令只需要能夠通過網(wǎng)絡進行傳送即可發(fā)揮作用。

3 高校程序設計教學實驗平臺應用

實驗平臺最為重要的方面就是其現(xiàn)實應用，使其能夠在教學和實驗中發(fā)揮出應有的效能。因此在賦予其功能的過程中，不但要注意評測方面，還要關注其功能的拓展，實現(xiàn)使用者對于教學題目的修改增刪。

功能模塊的內(nèi)容為評測、聯(lián)系、比試以及使用者面板等四個部分。針對其進行應用，教師可以布置題目，為考試的隨時布置提供便利性，也可以準備與實驗相關的內(nèi)容。從學生角度而言，他僅需要通過一臺PC就可以實現(xiàn)對平臺資源的使用，并且突破了時空的限制。

系統(tǒng)的管理權限的界定較為重要。系統(tǒng)管理員擁有固定的管理頁面，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的全方位管控，比如題目、考試、用戶準入等。而且這個頁面實現(xiàn)了分類管理的功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)中的存在差別性的各個課程實施有效的管理，并將試題也按照一定的規(guī)范進行存放。

4 結(jié)束語

當前，我國高校的程序設計類課程呈現(xiàn)出較多的新情況，使得教學工作的發(fā)展受到了阻礙，為了應對這些問題，提高教學效率，開發(fā)新的模式成為十分必要的舉措。在這種情況下，教師如果不能針對各種情況做出相應的調(diào)整，便難以適應教學的現(xiàn)實要求。

參考文獻：

[1]楊春明，杜炯，王磊.分布式程序設計實驗平臺的設計與應用[J].實驗室研究與探索，2012（08）：141-145.

[2]尤楓，史晟輝，趙瑞蓮.編譯程序在線評測系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].實驗室研究與探索，2010（12）：156-158.

[3]何欽銘，顏暉，蘇小紅，葉乃文.“程序設計基礎”課程教學實施方案[J].中國大學教學，2010（05）：118-119.

[4]耿國華.程序設計能力培養(yǎng)模式的探索與實踐[J].中國大學教學，2009（03）：116-118.

[5]萬臣，謝芳，胡泉.計算機專業(yè)程序設計課程群的建設與研究[J].合肥工業(yè)大學學報（社會科學版），2009（01）：112-114.

[6]謝迪，李文新，郭煒.“百練”：一個程序設計技能訓練與水平測試平臺[J].合肥工業(yè)大學學報（社會科學版），2008（04）：178-179.

作者簡介：孫偉（1980.12-），男，山東新泰人，系副主任，講師，碩士，研究方向：計算機。

作者單位：盤錦職業(yè)技術學院，遼寧盤錦 124000